CN112886761B - 电机和机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电机和机器人，电机包括壳体、输出轴以及线束，其中壳体设有安装腔；输出轴穿设于安装腔的侧壁，输出轴设有过线腔及连通过线腔和安装腔的过线口；线束的一端位于过线腔内，线束的另一端穿过过线口，并呈螺旋状地设置于安装腔内；线束远离过线腔的一端与安装腔的腔壁连接。本发明提出的电机对线束的抗扭性能和布线空间的开销要求较低。

Description

电机和机器人

技术领域

本发明涉及动力装置技术领域，特别涉及一种电机和机器人。

背景技术

在相关技术中，电机的中空转轴内布置有导线，导线横向穿过中空转轴与定子连接，导线远离定子的一端与电机的输出端连接，在电机的中空转轴转动时，电机的输出端带动导线在中空转轴内扭转。

上述布线方式要求中空转轴内部和中空转轴的端口具有较大的空间，以满足导线的运动需求，因此难以实现电机的紧凑化结构设计，不利于降低电机的制造成本。同时，此布线方式对导线的扭转性能要求很高，需要使用高抗扭强度的导线才能满足使用需求，这将导致导线的成本增加。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电机，旨在改进电机轴内布线的方案，降低对线束的性能要求和电机内的布线空间的开销。

为实现上述目的，本发明提出了一种电机，所述电机包括：

壳体，所述壳体设有安装腔；

输出轴，所述输出轴穿设于所述安装腔的侧壁，所述输出轴设有过线腔及连通所述过线腔和所述安装腔的过线口；及

线束，所述线束的一端位于所述过线腔内，所述线束的另一端穿过所述过线口，并呈螺旋状地设置于所述安装腔内；所述线束远离所述过线腔的一端与所述安装腔的腔壁连接。

在本发明的一实施例中，所述壳体包括：

外壳，所述外壳的一端设有安装槽，所述输出轴穿设于所述安装槽的底壁，所述线束远离所述过线腔的一端与所述安装槽的槽壁连接；和

端盖，所述端盖设于所述安装槽的槽口处，并与所述安装槽的槽壁围合形成所述安装腔。

在本发明的一实施例中，所述线束包括连接段和活动段；

所述连接段位于所述过线腔内，所述活动段位于所述安装腔内，并呈螺旋状设置；

所述活动段可活动地限位于所述安装槽的底壁和所述端盖之间。

在本发明的一实施例中，所述安装槽的底壁设有第一连接块，所述第一连接块设有第一连接孔；

所述电机还包括第一锁合件，所述第一锁合件穿过所述第一连接孔，并可活动地套设于所述活动段远离所述连接段的一端，所述第一锁合件用于将所述活动段与所述第一连接块固定。

在本发明的一实施例中，所述输出轴靠近所述安装腔的一端设有第二连接块，所述第二连接块邻近所述过线口设置，所述第二连接块设有第二连接孔；

所述电机还包括第二锁合件，所述第二锁合件穿过所述第二连接孔，并可活动地套设于所述活动段靠近所述连接段的一端，所述第二锁合件用于将所述活动段靠近所述连接段的一端与所述第二连接块固定。

在本发明的一实施例中，所述活动段为扁平结构。

在本发明的一实施例中，所述线束包括多个，所述电机还包括包裹层；

每一所述线束的一端容纳于所述过线腔内，每一所述线束的另一端穿过所述过线口，并呈螺旋状地设置于所述安装腔内；

所述包裹层套设于多个所述线束远离所述过线腔的一端。

在本发明的一实施例中，所述过线腔的侧壁与所述线束的外周壁抵接限位。

在本发明的一实施例中，所述安装腔的侧壁设有防护层，所述防护层用于防止所述线束移动时磨损。

此外，本发明还提出一种机器人，包括机器人主体和上述的电机，所述电机设于所述机器人主体。

本发明技术方案中的电机包括壳体、输出轴以及线束，其中，壳体设有安装腔；输出轴穿设于安装腔的侧壁，输出轴设有过线腔及连通过线腔和安装腔的过线口；线束的一端位于过线腔内，线束的另一端穿过过线口，并呈螺旋状地设置于安装腔内；所述线束远离所述过线腔的一端与所述安装腔的腔壁连接。以此，线束布置于输出轴的过线腔内，并穿过过线口伸入安装腔内，线束位于安装腔内的部分呈螺旋状设置，使线束位于过线腔内的部分随输出轴转动时，线束位于安装腔内的部分可螺旋展开或收缩，进行卷曲运动，该运动方式对线束的抗扭性能要求较低，同时线束的卷曲运动可在小范围空间内完成，不需要通过大的运动让位空间设计来满足线束的运动需要，有利于实现电机的紧凑化结构设计，降低电机的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中电机轴内布线方案的示意图；

图2为本发明电机的剖视结构；

图3为本发明电机的剖面结构。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	壳体	22	过线口
11	安装腔	3	线束
				12	外壳	31	连接段
121	安装槽	32	活动段
				13	端盖	4	第一连接块
2	输出轴	5	第二连接块
				21	过线腔

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。全文中出现的“和/刻”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电机，应用于机器人。

在本发明实施例中，结合图2和图3所示，该电机包括壳体1、输出轴2以及线束3，其中壳体1设有安装腔11；输出轴2穿设于安装腔11的侧壁，输出轴2设有过线腔21及连通过线腔21和安装腔11的过线口22；线束3的一端位于过线腔21内，线束3的另一端穿过过线口22，并呈螺旋状地设置于安装腔11内；线束3远离过线腔21的一端与安装腔11的腔壁连接。

在本实施例中，壳体1的安装腔11用于容纳电机的控制电路、部分线束3以及部分输出轴2，壳体1内还可设置有空腔，该空腔与安装腔11间隔设置，空腔可用于容纳和安装电机的转子和定子等。其中，电机可具有输出端和非输出端，输出轴2远离安装腔11的一端可作为电机的输出端，安装腔11可设置于电机的非输出端。

输出轴2为电机向外输出动力的轴结构，输出轴2设有过线腔21，过线腔21为轴向贯穿输出轴2的腔体结构，过线腔21用于容纳和布置部分线束3。过线口22开设于输出轴2的端部，过线口22连通安装腔11和过线腔21，过线口22用于供线束3通过。

线束3用于传输电信号，线束3连接电机内的控制电路和外部控制电路，电机内的控制电路可设置于安装腔11内，外部控制电路可设置于电机的输出端，用于向电机内的控制电路传输控制信号，以通过电机内的控制电路控制电机输出轴2的输出参数，该输出参数包括但不限于输出轴2的转速、转向等。线束3部分容纳于过线腔21内，部分容纳于安装腔11内，容纳于安装腔11内的线束3呈螺旋状设置，且线束3远离过线口22的一端与安装腔11的腔壁连接，如此在线束3随电机输出端转动时，线束3位于安装腔11内的部分呈螺旋状展开或收缩，减少了线束3的径向扭矩，降低了对线束3抗扭性能的要求。其中，线束3可为漆包线等导电线材，此处不做限定。

为了更好地解释本实施例，结合图1所示，图1为现有技术中电机轴内布线方案的示意图，图1中标记a代表设于电机输出端的外部控制电路，标记b代表导线，标记c代表电机的转轴，标记d代表电机内部空间，标记e代表电机的内部控制电路，其中，外部控制电路a将随转轴c的转动而转动，内部控制电路e固定设置于电机内。当电机运转时，外部控制电路a带动导线b扭动，导线b的位移效果见图中虚线所示，为了给导线b提供足够的运动空间，同时避免导线b过度地弯折扭曲，需要将转轴c的内部空间以及电机的内部空间d设计得足够大，这就不利于电机的紧凑化结构设计，也会增加电机的用料成本。此外，因为导线b是完全在外部控制电路a的带动下径向扭转，对导线b整体的抗扭性能要求也较高。而本实施例中的线束3布置于输出轴2的过线腔21内，并穿过过线口22伸入安装腔11内，线束3位于安装腔11内的部分呈螺旋状设置，使线束3位于过线腔21内的部分随输出轴2转动时，线束3位于安装腔11内的部分可螺旋展开或收缩，进行卷曲运动，该运动方式对线束3的抗扭性能要求较低，同时线束3的卷曲运动可在小范围空间内完成，不需要通过大的运动让位空间设计来满足线束3的运动需要，有利于实现电机的紧凑化结构设计，降低电机的制造成本。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，壳体1包括外壳12和端盖13，外壳12的一端设有安装槽121，输出轴2穿设于安装槽121的底壁，线束3远离过线腔21的一端与安装槽121的槽壁连接；端盖13设于安装槽121的槽口处，并与安装槽121的槽壁围合形成安装腔11。

在本实施例中，外壳12可设置有空腔，该空腔用于容纳输出轴2和安装电机的转子和定子等。输出轴2贯穿外壳12设置，输出轴2的一端穿设于安装槽121的底壁，输出轴2的另一端穿设于外壳12。外壳12和端盖13之间可通过插接、卡接、螺接等方式进行连接，以使端盖13与外壳12连接时围合形成安装腔11，通过将端盖13从外壳12上取下，对线束3进行调整和布置，也便于线束3和安装槽121内的零部件的检修和维护。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，线束3包括连接段31和活动段32；连接段31位于过线腔21内，活动段32位于安装腔11内，并呈螺旋状设置；活动段32可活动地限位于安装槽121的底壁和端盖13之间。

在本实施例中，连接段31可平直布置于过线腔21内，活动段32可盘曲地布置于安装腔11内。安装槽121底壁与端盖13之间的间距略大于活动段32的线径，以使活动段32限位于安装槽121的底壁和端盖13之间。以此，在活动段32在螺旋展开或收缩移动时，活动段32的活动范围始终限制在安装槽121的底壁和端盖13之间，使活动段32不会出现径向的大幅移动，避免活动段32活动时出现扭曲或缠绕，而影响线束3正常使用。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，安装槽121的底壁设有第一连接块4，第一连接块4设有第一连接孔(图未示)；电机还包括第一锁合件(图未示)，第一锁合件穿过第一连接孔，并可活动地套设于活动段32远离连接段31的一端，第一锁合件用于将活动段32与第一连接块4固定。

在本实施例中，第一连接块4用于安装固定活动段32远离过线口22的一端，第一锁合件用于将活动段32远离过线口22的一端固定于第一连接块4，从而使活动段32远离过线口22的一端通过第一锁合件和第一连接块4与安装槽121的底壁连接。以此，在线束3的连接段31随电机的输出端转动时，连接段31将带动活动段32在安装腔11内螺旋展开或收缩，活动段32上不会产生径向扭矩，因此可降低对活动段32抗扭性的要求，并且活动段32的各部位可在端盖13和安装槽121底壁之间活动，有利于减少安装腔11的空间开销。其中，第一连接块4可为钣金，第一锁合件可为束带、扎带等，此处不做限定。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，输出轴2靠近安装腔11的一端设有第二连接块5，第二连接块5邻近过线口22设置，第二连接块5设有第二连接孔(图未示)；电机还包括第二锁合件(图未示)，第二锁合件穿过第二连接孔，并可活动地套设于活动段32靠近连接段31的一端，第二锁合件用于将活动段32靠近连接段31的一端与第二连接块5固定。

在本实施例中，第二连接块5用于安装固定活动段32靠近过线口22的一端，第二锁合件用于将活动段32靠近过线口22的一端固定于第二连接块5，从而使活动段32靠近过线口22的一端通过第二锁合件和第二连接块5与输出轴2连接。以此，在电机的输出轴2转动时，输出轴2带动活动段32靠近过线口22的一端转动，并使活动段32螺旋展开或收缩，活动段32上不会产生径向扭矩，可降低对活动段32抗扭性的要求，并且活动段32的各部位可在端盖13和安装槽121底壁之间活动，有利于减少安装腔11的空间开销。其中，第二连接块5可为钣金，第二锁合件可为束带、扎带等，此处不做限定。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，活动段32为扁平结构。

在本实施例中，活动段32为扁平结构时，活动段32卷曲时，活动段32外壁的宽面和宽面之间可相互贴靠，从而能够在较小的安装腔11空间内完成活动段32的卷曲运动，如此有利于缩减安装腔11的空间，进而实现电机的紧凑化结构设计。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，线束3包括多个，电机还包括包裹层(图未示)；每一线束3的一端容纳于过线腔21内，每一线束3的另一端穿过过线口22，并呈螺旋状地设置于安装腔11内；包裹层套设于多个线束3远离过线腔21的一端。

在本实施例中，包裹层套设于位于安装腔11内的多个线束3上，将多个线束3束缚成一束，可避免多个线束3在安装腔11内运动时相互缠绕，而多个线束3位于过线腔21内的部分则可分别与外部电路的不同单元连接，实现不同的信号传输功能。其中，多个线束3中可包括用于控制信号传输的信号线等，此处不做限定。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，所示过线腔21的侧壁与线束3的外周壁抵接限位。

在本实施例中，因为线束3位于过线腔21内的部分随电机的输出端扭动时，线束3位于安装腔11内的部分会螺旋展开或收缩，使位于过线腔21内的部分不会出现径向移动，因此可将过线腔21内的空间设计得比较小，使过线腔21的腔壁与线束3的外周壁抵接，如此可减小转轴的直径，有利于电机的小型化设计和节省电机的制造成本。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，安装腔11的侧壁设有防护层，防护层用于防止线束3移动时磨损。

在本实施例中，防护层可为设置于安装腔11侧壁的低摩擦系数的材料，比如聚四氟乙烯、铁氟龙等，如此位于安装腔11内的线束3进行螺旋展开或收缩运动时，线束3不会直接与安装腔11的侧壁摩擦，而是与防护层接触和摩擦，因为防护层的材质为低摩擦系数的材质，所以可通过防护层降低对线束3的磨损，提升线束3的使用寿命。

本发明实施例还提出一种机器人，结合图2和图3所示，该机器人包括机器人主体和上述的电机，电机设于机器人主体。

在本实施例中，机器人可为工业机器人，其包括但不限于为多轴机器人，机器人可用于生产加工。机器人主体可包括外壳铸件，电机通过螺接等方式设置于该外壳铸件，电机用于给机器人的运动和/或输出提供驱动力。

该电机的具体结构参照上述实施例，由于本机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电机，其特征在于，所述电机包括：

壳体，所述壳体包括外壳和端盖，所述外壳的一端设有安装槽，所述端盖设于所述安装槽的槽口处，并与所述安装槽的槽壁围合形成安装腔；

输出轴，所述输出轴穿设于所述安装槽的底壁，所述输出轴设有过线腔及连通所述过线腔和所述安装腔的过线口；及

线束，所述线束的一端位于所述过线腔内，所述线束的另一端穿过所述过线口，并呈螺旋状地设置于所述安装腔内；所述线束远离所述过线腔的一端与所述安装槽的槽壁连接。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述线束包括连接段和活动段；

所述连接段位于所述过线腔内，所述活动段位于所述安装腔内，并呈螺旋状设置；

所述活动段可活动地限位于所述安装槽的底壁和所述端盖之间。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述安装槽的底壁设有第一连接块，所述第一连接块设有第一连接孔；

所述电机还包括第一锁合件，所述第一锁合件穿过所述第一连接孔，并可活动地套设于所述活动段远离所述连接段的一端，所述第一锁合件用于将所述活动段与所述第一连接块固定。

4.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述输出轴靠近所述安装腔的一端设有第二连接块，所述第二连接块邻近所述过线口设置，所述第二连接块设有第二连接孔；

所述电机还包括第二锁合件，所述第二锁合件穿过所述第二连接孔，并可活动地套设于所述活动段靠近所述连接段的一端，所述第二锁合件用于将所述活动段靠近所述连接段的一端与所述第二连接块固定。

5.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述活动段为扁平结构。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述线束包括多个，所述电机还包括包裹层；

每一所述线束的一端容纳于所述过线腔内，每一所述线束的另一端穿过所述过线口，并呈螺旋状地设置于所述安装腔内；

所述包裹层套设于多个所述线束远离所述过线腔的一端。

7.如权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述过线腔的侧壁与所述线束的外周壁抵接限位。

8.如权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述安装腔的侧壁设有防护层，所述防护层用于防止所述线束移动时磨损。

9.一种机器人，其特征在于，包括机器人主体和如权利要求1至8中任一项所述的电机，所述电机设于所述机器人主体。

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